2.3 化学反应的速率（题型专练）化学鲁科版选择性必修1

**基本信息** 以12类题型系统整合反应速率的概念、计算、影响因素及图像分析，通过典例变式实现方法迁移与逻辑建构，培养科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|2典例+3变式|基元反应判断、历程分析|从反应本质（基元反应）到宏观现象（速率定义）递进| |计算比较|2典例+3变式|三段式法、速率比等于系数比、统一标准比较法|基于定义推导计算方法，建立定量比较模型| |影响因素|6题型（浓度/压强/温度/催化剂等）|变量控制法、有效碰撞理论解释|从单一因素（浓度）到综合因素（催化剂+温度），结合理论模型深化理解| |图像分析|2典例+3变式|浓度-时间曲线斜率分析、速率-条件关系判断|将抽象规律转化为直观图像，培养模型认知能力|

第三节 化学反应的速率（题型突破·举一反三） 题型01 化学反应的历程 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程不相同。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 3．飞秒化学 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 (2)跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15～10－12 s的时间分辨技术，可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，可以跟踪、观察基元反应的整个过程。 (3)对超快速化学反应的研究称为飞秒(fs,1 fs＝10－15 s)化学。 (4)飞秒化学对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。   【典例1】C 【典例2】B   【变式1-1】D 【变式1-2】C 【变式1-3】B 题型02 化学反应速率的定义 1.表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 2.数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 3.特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。   【典例1】D 【典例2】C   【变式2-1】B 【变式2-2】C 【变式2-3】B 题型03 化学反应速率的计算与比较   【典例1】A 【典例2】A   【变式3-1】D 【变式3-2】C 【变式3-3】C 题型04 实验测定化学反应的速率   【典例1】B 【典例2】B   【变式4-1】B 【变式4-2】C 【变式4-3】A 题型05 浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律 其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 (1)速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 (2)反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 (3)反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。   【典例1】B 【典例2】C   【变式5-1】C 【变式5-2】C 【变式5-3】B 题型06 化学反应速率常数的应用   【典例1】D 【典例2】D   【变式6-1】C 【变式6-2】D 【变式6-3】C 题型07 压强对化学反应速率的影响 1.恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 2.恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。   【典例1】B 【典例2】B   【变式7-1】C 【变式7-2】C 【变式7-3】D 题型08 温度对化学反应速率的影响 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。   【典例1】B 【典例2】D   【变式8-1】B 【变式8-2】D 【变式8-3】B 题型09 有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．有效碰撞 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 5．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。   【典例1】A 【典例2】B   【变式9-1】D 【变式9-2】C 【变式9-3】B 题型10 催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂 能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2.催化原理 通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。 3.催化剂的特点   【典例1】C 【典例2】C   【变式10-1】B 【变式10-2】B 【变式10-3】B 题型11 催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度越大。 3.对催化剂的选择性的理解 (1)同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 (2)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 (3)催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。   【典例1】C 【典例2】B   【变式11-1】D 【变式11-2】C 【变式11-3】A 题型12 化学反应速率的图像问题 【典例1】B 【典例2】D   【变式12-1】A 【变式12-2】D 【变式12-3】B / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 化学反应的速率 （题型突破·举一反三） 题型01 化学反应的历程 题型02 化学反应速率的定义 题型03 化学反应速率的计算与比较 题型04 实验测定化学反应的速率 题型05 浓度对化学反应速率的影响 题型06 化学反应速率常数的应用 题型07 压强对化学反应速率的影响 题型08 温度对化学反应速率的影响 题型09 有效碰撞理论 题型10 催化剂对化学反应速率的影响 题型11 催化机理与反应历程 题型12 化学反应速率的图像问题 ▌题型01 化学反应的历程 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应历程不相同。 ②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 3．飞秒化学 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 (2)跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15～10－12 s的时间分辨技术，可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，可以跟踪、观察基元反应的整个过程。 (3)对超快速化学反应的研究称为飞秒(fs,1 fs＝10－15 s)化学。 (4)飞秒化学对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。 【典例1】(24-25高二上·四川眉山洪雅中学校·月考)卤代烃与端基炔催化偶联反应的一种机理如图所示。下列说法错误的是 A．该偶联反应的原理为 B．偶联反应中起催化作用的是M和CuI C．该催化机理改变了反应路径和反应热 D．为该催化过程的中间产物 【答案】C 【详解】A．将总反应物RI、和总生成物、HI整理可得总反应为，A正确； B．反应过程中M和CuI先参与反应，最终又重新生成，属于该反应的催化剂，起催化作用，B正确； C．催化剂可以降低反应活化能、改变反应路径，但反应热只与反应物和生成物的总能量差有关，催化剂不会改变反应热，C错误； D．在反应过程中生成后又被后续反应消耗，属于该催化过程的中间产物，D正确； 故选C。 【典例2】(25-26高二下·安徽淮南第二中学等校·期末)甲烷制备甲醇的反应机理如图。已知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。下列说法不正确的是 A．若与反应，生成的氘代甲醇有2种 B．反应①和反应②中均涉及氢原子成键变化 C．升温，正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 D．与反应，单位时间内氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH 【答案】B 【详解】A．若与反应，生成的氘代甲醇有2种，分别为CHD2OD、CD3OH， A正确； B．根据反应机理图可知，反应②形成碳氧单键，未涉及氢原子成键变化， B错误； C．根据图示可知，总反应为放热反应，故升温平衡逆移，正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度，C正确； D．直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则O更容易和H而不是和D生成羟基，故氘代甲醇的产量，D正确； 故选B。 【变式1-1】已知分解放出的热量，大气中催化分解的反应机理如下： ①（快）  ②（慢）  ③（快） 下列说法正确的是 A．也是分解的催化剂 B．催化可减少分解放出的热量 C．反应②的活化能最大，是吸热反应 D．光照强度增大，①和③反应速率均可加快 【答案】D 【详解】A．是反应过程中生成又消耗的中间产物，反应前后质量和性质发生变化，不是分解的催化剂，A错误； B．催化剂只改变反应活化能，不改变反应的焓变，分解放出的热量不变，B错误； C．慢反应的活化能更大，因此反应②活化能最大，但活化能大小与反应吸热、放热无必然联系，无法判断反应②是吸热反应，C错误； D．光照强度增大，反应①的速率加快，生成的浓度增大，会使反应③的反应物浓度升高，速率也随之加快，D正确； 故答案为D 【变式1-2】甲酸分解制H2反应的历程如图所示(其中“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 A．HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)  ΔΗ>0 B．除吸附外，该反应历程分两步进行 C．反应历程中活化能最大的基元反应为HCOOH*=HCOO*+H* D．使用催化剂可以降低活化分子百分数 【答案】C 【详解】A．反应物总能量高于生成物和总能量，反应放热，，A错误； B．除吸附外，反应历程有3个过渡态，对应3步基元反应，B错误； C．基元反应活化能为过渡态能量与该步反应物能量的差值，三步活化能分别为、、，活化能最大的基元反应为，C正确； D．催化剂降低反应活化能，会提高活化分子百分数，加快反应速率，D错误； 故选C。 【变式1-3】可以催化分解实现碳元素的循环利用，其催化反应机理如下。下列说法错误的是 A．过程①中发生了电子转移 B．使用催化剂可以大大降低分解的反应热 C．该反应消耗了光能和热能 D．该反应过程产生的O原子可能结合成 【答案】B 【详解】A．过程①中Ti元素由价降低为价，得到电子，存在电子转移，A正确； B．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应物和生成物的总能量差，即无法改变反应热，B错误； C．反应步骤①需要吸收光能，步骤④需要吸收热能，因此该反应消耗了光能和热能，C正确； D．反应过程中生成了游离的O原子，两个O原子可以相互结合生成，D正确； 故选B。 ▌题型02 化学反应速率的定义 1.表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 2.数学表达式及单位 v(A)＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 3.特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 【典例1】(25-26高二·安徽肥西中学等校·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．增大反应物的浓度，使活化分子百分数增大，反应速率增大 B．铝与稀硫酸反应制取时，改用浓硫酸可加快反应速率 C．SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，， D．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同 【答案】D 【详解】A．增大反应物浓度，只会增大单位体积内活化分子的总数，活化分子百分数不变（活化分子百分数仅受温度、催化剂影响），A错误； B．常温下铝遇浓硫酸会发生钝化，表面生成致密氧化膜阻止反应持续进行，无法加快生成氢气的的速率，B错误； C．升高温度，无论反应吸热还是放热，正反应速率、逆反应速率都会同时增大，只是放热反应中逆速率增大程度更大，平衡逆向移动，C错误； D．同一反应中，反应速率之比等于化学计量数之比，因此不同物质表示的反应速率数值可能不同，但都表示同一反应的反应快慢，意义相同，D正确； 故答案为D。 【典例2】(24-25高二上·广东深圳深圳盟校高二期中联盟考试·期中)将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】Fe的物质的量为=0.2mol，由可知，参加反应的HCl的物质的量为0.4mol，生成FeCl2、H2的物质的量都是0.2mol。 【详解】A．Fe为纯固体，不能用其浓度变化量表示化学反应速率，A错误； B．，B错误； C．在同一反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，则，C正确。 D．由B中可知，==0.0067mol∙L-1∙s-1，D错误； 故选C。 【变式2-1】下列关于反应速率的说法中，错误的是 A．增大反应物浓度，可增大反应速率 B．可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率都为0 C．提高反应物温度都可增大反应速率 D．反应速率用于衡量化学反应的快慢 【答案】B 【详解】A．增大反应物浓度时，单位体积内活化分子数目增多，有效碰撞频率提升，可增大反应速率，A正确； B．可逆反应达到化学平衡时为动态平衡，正、逆反应速率相等但不为0，B错误； C．提高反应物温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提升，可增大反应速率，C正确； D．反应速率是用于衡量化学反应进行快慢的物理量，D正确； 故选B。 【变式2-2】一定温度下，向2 L恒容密闭容器中通入X、Y各2 mol，发生反应：，在2 min末测得W的物质的量为1 mol，0~2 min内以Y的浓度变化表示的平均反应速率为0.25 mol/(L·min)。下列说法正确的是 A． B．0~2 min内以W的浓度变化表示的平均反应速率为0.25 mol/(L·min) C．2 min末，X的转化率为25% D．2 min末，Y的体积分数为25% 【答案】C 【详解】A．0~2 min内，生成的物质的量为，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故，得，A错误； B．是固体，固体浓度视为常数，不能用固体浓度变化表示平均反应速率，B错误； C．由可知，消耗的同时消耗，的转化率为，C正确； D．2 min末，剩余，剩余，生成，为固体不计入气体总物质的量，总气体物质的量为，的体积分数为，D错误； 故选C。 【变式2-3】对于反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)，下列各反应速率关系正确的是 A．v(A)=v(B) B．v(B)=2v(A) C．v(A)=3v(C) D．2v(B)=3v(C) 【答案】B 【分析】解题依据：同一化学反应中，不同物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，对于反应，存在关系。 【详解】A．由速率比关系可得，不符合比例，A错误； B．由变形得，符合速率比例关系，B正确； C．由变形得，不符合速率比例关系，C错误； D．由变形得，不符合比例，D错误； 故选B。 ▌题型03 化学反应速率的计算与比较 1、反应速率的计算 (1)利用化学方程式计算 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ ④根据公式v(A)＝进行计算。 (2)根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 (3)注意事项 ①三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 ②计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 物质的转化率＝×100%。 2、比较化学反应速率大小的方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 (2)定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 (3)统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 (4)比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 【典例1】(25-26高二上·云南曲靖会泽县五类区·期中)在2 L密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)，若最初加入的A和B的物质的量都是4 mol，在前10 s内A的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1，则10 s时容器中B的物质的量为 A．3.2 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.6 mol 【答案】A 【详解】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，，10s内，剩余B的物质的量为，故选A。 【典例2】(25-26高二上·广东揭阳揭东区第二中学·月考)反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①     ②   ③     ④ 该反应进行的快慢顺序为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】①，； ②； ③； ④； 故反应速率④>③>②>① ，故选A。 【变式3-1】在2 L的密闭容器中，反应A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A．v(A) = 0.15 mol/(L·min) B．v(B) = 0.01 mol/(L·s) C．v(C) = 0.20 mol/(L·min) D．v(D) = 0.02 mol/(L·s) 【答案】D 【详解】A．将除以对应化学计量数1，可得； B．先统一单位：，除以对应化学计量数3，可得； C．将除以对应化学计量数2，可得； D．先统一单位：，除以对应化学计量数2，可得； 比较大小： 故答案选：D。 【变式3-2】某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验 序号 实验温 度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至 无色所需 时间/s 0.02 mol·L-1酸性 KMnO4溶液 0.04 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 0 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．V1=1 B．t2<8 C．实验2，0~8 s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3 mol·L-1·s-1 D．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 【答案】C 【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以此进行对比；由表，实验1、2应该控制温度相同，研究浓度对化学反应速率的影响，则T1=293℃；实验2、3应控制反应物浓度相同，研究温度对化学反应速率的影响； 【详解】A．由分析，实验1、2需控制溶液总体积一致，实验1总体积为，故，A正确； B．实验2、3反应物浓度相同，实验3温度更高，反应速率更快，溶液褪色时间更短，故，B正确； C．实验2中溶液总体积为6 mL，用表示的反应速率，不是，C错误； D．实验2、3只有温度不同，反应物浓度均相同，可探究温度对化学反应速率的影响，D正确； 故选C。 【变式3-3】恒温恒容的密闭容器中，在催化剂表面上发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积：c(NH3)×10-3mol/L随时间变化如下表，下列说法不正确的是 编号 表面积 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0~20min，v(NH3)=2.00×10-5mol/(L·min) B．实验②，60min时处于平衡状态，x＜0.2 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10-4mol/L 【答案】C 【详解】A．实验①0~20min内，，则，A正确； B．催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，实验③与实验①初始浓度相同，因此平衡时浓度相同，均为；实验②初始浓度为实验①的1/2，恒温恒容下相当于减小压强，平衡正向移动，因此平衡时浓度小于，即表中（表中数值单位为），B正确； C．实验①和②催化剂表面积相同，实验①初始浓度是实验②的2倍，但0~20min、20~40min内两组实验的均为，说明反应速率相同，因此增加氨气浓度反应速率并未增大，C错误； D．由B选项分析可知，催化剂不影响平衡，实验①和③初始浓度相同，平衡状态一致，因此实验①平衡时，D正确； 故选C。 ▌题型04 实验测定化学反应的速率 1.测定原理 由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。 2.测定方法 (1)量气法：通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)比色法：用分光光度计测量物质对特定波长光波的吸光度，从而测定参与反应的某一物质的浓度，据此计算化学反应速率。 (3)电导法：根据离子导电能力的差异，可以通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。 【典例1】(25-26高二上·河南部分学校大联考·)关于实验装置甲和乙，下列叙述错误的是 实验装置 实验目的 测定稀硫酸与Zn反应生成的反应速率 探究X与Y混合时的热效应 组别 甲 乙 A．装置甲达到实验目的还需要秒表 B．可用长颈漏斗代替装置甲中的分液漏斗 C．装置乙能证明NaOH固体溶于水过程中释放能量 D．若装置乙中X是碳酸氢钠，Y是稀盐酸，能观察到U形管左侧液面高于右侧液面 【答案】B 【详解】A．锌与稀硫酸反应，通过测量单位时间内产生的氢气体积来测定反应速率，需要秒表，A正确； B．若用长颈漏斗代替装置甲中的分液漏斗，稀硫酸太少，不能没过长颈漏斗下端，生成的气体会从长颈漏斗中逸出，无法测定氢气的体积，若稀硫酸太多，无法控制液体的流量和流速，不便测反应速率，B错误； C．若装置乙能观察到U形管左侧液面低于右侧液面，就能证明NaOH固体溶于水过程中释放能量，C正确； D．若装置乙中X是碳酸氢钠，Y是稀盐酸（碳酸氢钠与稀盐酸的反应属于吸热反应），能观察到U形管左侧液面高于右侧液面，D正确； 故选B。 【典例2】(24-25高二上·四川成都·期末)在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L硫酸进行实验测定生成10mL时的平均反应速率。下列说法错误的是 A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．当注射器活塞在刻度10mL时，记录数据、计算 C．反应放出热量会影响实验结果测定的准确性 D．若改用4mol/L溶液，所用时间减少 【答案】B 【详解】A．硫酸与锌反应生成H2，通过测量一定时间内产生H2气体的体积，可测定该反应的速率，故还需要使用到的用品是计时器(或秒表)，A正确； B．实验过程中放热，应在实验完毕待冷却后，记录数据、计算，B错误； C．反应放出热量，气体体积会增大，会影响实验结果测定的准确性，C正确； D．若改用4mol/L溶液，氢离子浓度增加，化学反应速率增加，所用时间减少，D正确； 故选B。 【变式4-1】某兴趣小组欲测定(NH4)2S2O8与KI反应的化学反应速率，实验过程如图所示： 已知：①实验中发生反应：(较慢)；(极快)。 ②淀粉遇变蓝。 下列说法错误的是 A．当溶液刚好从无色变为蓝色时，立即停止计时 B． C．利用该原理也可测定其他氧化剂氧化I-的反应速率，但需反应的反应速率较慢 D．若Ⅱ中同时加入1 mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液，测定的化学反应速率会偏快 【答案】B 【分析】(NH4)2S2O8与KI反应，淀粉溶液为指示剂，为快反应，若溶液变蓝，说明反应完全，立即停止计时，计时t秒来测定反应速率； 【详解】A．根据分析，当溶液刚好从无色变为蓝色时，立即停止计时，A正确； B．根据关系式：，，B错误； C．利用该原理也可测定其他氧化剂氧化I-的反应速率，但需反应的反应速率较慢，因为反应速率快，生成较多无法被完全消耗，就会使溶液变蓝，不能测定反应速率，C正确； D．若Ⅱ中同时加入1 mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液，酸性条件下反应生成硫和二氧化硫而消耗，溶液变蓝时间变短，测定的化学反应速率会偏快，D正确； 故选B。 【变式4-2】室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【答案】C 【详解】A．溶液体积未知，不能计算硫酸的反应速率，A错误； B．锌为纯固体，浓度为定值，不能用单位时间内浓度的变化量来表示其反应速率，B错误； C．随着反应进行，硫酸浓度减小，反应速率减慢，则再消耗0.65 gZn(即0.01 mol)所用时间将变长，即超过5s，C正确； D．若用长颈漏斗替换分液漏斗，不方便控制反应进程，不能准确测量生成H2的体积，且若长颈漏斗下端未能形成液封，生成的H2会从漏斗上端逸出，所以不能用长颈漏斗替换分液漏斗，D错误； 故选C。 【变式4-3】N2O在金表面上分解反应为速率方程为某温度下，测得实验数据如下，已知化学反应中反应物的浓度被消耗到初始浓度的一半所经历的时间称为反应半衰期。 t/min 0 20 40 60 80 100 c(N2O)/mol·L⁻¹ 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 下列叙述正确的是 A．20~40min内平均速率 B．该温度下，速率常数 C．起始浓度越大，反应速率越大 D．其他条件不变，起始时半衰期为75min 【答案】A 【详解】A．20~40min内平均速率A项正确； B．观察数据表可知，速率与起始浓度无关，即B项错误； C．n=0，反应速率与起始反应物浓度无关，C项错误； D．起始时，半衰期为D项错误； 答案选A。 ▌题型05 浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律 其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率加快；减小反应物的浓度，反应速率减慢。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 (1)速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 (2)反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 (3)反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 【典例1】(25-26高一下·辽宁本溪高级中学·期末)某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案，下列说法错误的是 实验 /mL () /mL () /mL () /mL () /mL 褪色时间t/min 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 10 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 8 3 4.0 2.0 2.0 0.0 b 6 4 3.0 2.0 1.0 0.5 c 4 A．a=1.0；b=0.0；c=1.5 B．将4组实验中KMnO4溶液体积都改为3.0 mL，其他条件不变，也可以完成该实验探究 C．实验1和2说明溶液的酸碱性会影响反应的速率；实验1和4说明能加快该反应的速率 D．根据实验1的数据计算反应速率 【答案】B 【详解】A．探究反应速率影响因素需遵循单一变量原则，各组溶液总体积应相等，实验1总体积为，计算得，，，A正确； B．若将4组体积改为3.0 mL、其他条件不变，此时物质的量增加，实验1、2、4中不足，无法完全反应，不能观察到完全褪色，无法测定褪色时间完成实验探究，B错误； C．实验1和2只有浓度一个变量，褪色时间不同说明酸碱性影响反应速率；实验1和4只有一个变量，实验4褪色时间更短，说明能加快反应速率，C正确； D．实验1中混合后初始浓度为，反应速率，D正确； 故选B。 【典例2】(25-26高一·陕西渭南临渭区·期末)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，实验试剂为溶液和溶液，所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是 已知：。 A．该反应在内的平均反应速率 B．将图2纵坐标替换为，曲线与原图不重合 C．由图2可知，时间内逐渐增大 D．根据后下降，可推测该反应为吸热反应 【答案】C 【详解】A．4~8min内，平均速率，A错误； B．根据反应的计量数关系，和的计量数均为1，，替换纵坐标后曲线与原图重合，B错误； C．时间内始终大于0，反应持续生成，逐渐增大，C正确； D．后下降主要是反应物浓度降低导致，无法推测反应为吸热反应，D错误； 故选C。 【变式5-1】恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是 A．随c(X)的减小，反应②的速率先增大后减小 B．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 C．温度高于时，总反应速率由反应②决定 D．体系中∆c(X)=∆c(Y)+∆c(Z) 【答案】C 【分析】图甲：X是反应物，浓度一直降低（下降的实线）；Y是中间产物，浓度先增大后减小（先升后降的虚线）；Z是最终产物，浓度一直增大（持续上升的虚线）； 图乙：越小，温度越高；越大，速率常数越大；​时，时，时​。 【详解】A．反应②速率，恒温下不变，随减小，先增大后减小，因此先增大后减小，A正确； B．温度低于时，，反应①生成Y的速率快于反应②消耗Y的速率，温度过高时Y会快速转化为Z，因此欲提高Y的产率，需控制反应温度且控制反应时间， B正确； C．温度高于时，，反应①速率慢，反应②速率快，总反应速率由慢反应（反应①）决定，C错误； D．初始只有X，根据物料守恒：，变形得：；X为反应物，故，Y是中间产物、Z为最终产物，故，，因此，D正确； 故答案为：C。 【变式5-2】在稀硫酸与锌制氢气实验中，为研究硫酸铜用量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中6组溶液混合，分别加入6个盛有过量的粒(锌粒表面积均相同)的反应瓶中，记录相同时间产生的氢气的体积与速率(见下图与表)。关于实验的说法中正确的是 实验混合溶液 A B C D E F 40 饱和溶液/ 0 0.5 2.5 5 20 / 10 0 A．，， B．实验中溶液蓝色逐渐变浅，可推测是该反应的催化剂 C．水的作用是控制溶液总体积相同 D．生成氢气的速率与加入溶液的量成正比 【答案】C 【详解】A．实验要保证单一变量，每组硫酸体积需相同，故；由F组数据可知硫酸铜溶液和水的总体积为20 mL，因此，A错误； B．溶液蓝色变浅是因为Zn和发生置换反应，被消耗，其质量和性质在反应前后发生改变，不是该反应的催化剂，B错误； C．加水是为了控制各组溶液总体积相同，保证硫酸浓度一致，仅改变硫酸铜的用量，符合单一变量的实验原则，C正确； D．由图像可知，随硫酸铜溶液浓度增大，相同时间生成氢气的体积先增大后减小，说明生成氢气的速率先升后降，与硫酸铜溶液的量不成正比，D错误； 故选C。 【变式5-3】常温下，在金表面上分解的速率方程为()(为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度、压强无关；为反应级数)。实验测得的浓度与接触面积的关系如图所示： 已知：反应物消耗一半所用时间叫“半衰期”。下列叙述错误的是 A．其他条件相同，接触面积越大，反应速率越快 B．其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快 C．在常温、条件下，速率常数 D．其他条件相同，的半衰期与初始浓度成正比 【答案】B 【详解】A．反应速率等于浓度变化量除以时间，对应图像中直线的斜率绝对值。从图中可见：接触面积S3=S2=200 cm2的直线斜率，明显大于S1=100 cm2的直线斜率，说明接触面积越大，单位时间内N2O浓度下降越快，反应速率越快。A正确； B．三条曲线均为直线，说明N2O的浓度随时间匀速下降。这意味着单位时间内消耗的N2O量是固定的，即反应速率v是一个常数，与反应物浓度无关。结合速率方程()，只有当反应级数n=0（零级反应）时，v=k，速率才与浓度无关。因此 “反应物浓度越大，反应速率越快” 的说法不成立。B错误； C．在常温、条件下，初始浓度c0= 0.1 mol/L，完全反应时间t=100 min，反应速率，由于该反应是零级反应，v=k，因此速率常数。C正确； D．半衰期t1/2是反应物消耗一半所用的时间。对于零级反应，，当消耗一半时Δc=，代入得：，由于k是常数，因此半衰期t1/2与初始浓度c0成正比。D正确； 故答案选B。 ▌题型06 化学反应速率常数的应用 【典例1】(25-26高一下·江西南昌第二中学·期末)  ，已达平衡。其正、逆反应速率方程分别为、，速率常数、只与温度有关。下列说法错误的是 A．化学平衡常数 B．扩大容器的瞬间之后的过程中，v正将逐渐增大直至不变 C．若降低温度，减小的倍数更大，则<0 D．若升高温度，发现平衡逆移，则升温瞬间，v逆增大，v正减小 【答案】D 【详解】A．平衡时正逆反应速率相等，即，整理得平衡常数，A正确； B．扩大容器瞬间各物质浓度均减小，瞬间降低，随后平衡向气体分子数增多的逆反应方向移动，逐渐增大，仅与温度有关保持不变，故逐渐增大直至新平衡时不变，B正确； C．降低温度时，、均减小，若减小倍数更大，说明降温后，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，即，C正确； D．升高温度会提高活化分子百分数，正、逆反应速率均增大，平衡逆移是因为增大的倍数大于，并非减小，D错误； 故选D。 【典例2】(24-25高二上·湖北黄石第六中学·月考)温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中均发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v消耗(NO2)=k正×c2(NO2)，v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆×c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 容器编号 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 下列说法正确的是 A．容器Ⅱ达到平衡前，v正<v逆 B．达到平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50% C．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= D．温度为T1，反应达平衡时，容器Ⅱ中的平衡常数K=0.8 【答案】D 【分析】根据容器I列三段式：，化学平衡常数，据此分析解题。 【详解】A．容器Ⅱ中浓度商，反应正向移动，平衡前，A错误； B．容器Ⅰ平衡时NO体积分数为，容器Ⅲ相当于在容器Ⅰ平衡基础上增大生成物浓度，平衡逆向移动，NO消耗量增大，平衡时NO体积分数小于50%，B错误； C．平衡时，即，整理得，C错误； D．平衡常数仅与温度有关，下由容器Ⅰ数据计算得，容器Ⅱ温度相同，平衡常数也为0.8，D正确； 故选D。 【变式6-1】在水溶液中进行的反应： ，已知该反应的速率方程为 (k为常数)，为探究反应速率与反应物浓度的关系，在进行四次实验，所得的数据如下表： 编号物理量 ① ② ③ ④ 0.001 0.001 0.001 0.002 c(R-)/mol/L 0.10 0.20 0.20 0.10 c(H+)/mol/L 0.008 0.008 0.004 0.008 下列结论正确的是 A． B． C． D．k=0.03 【答案】C 【详解】将①②③④的数据代入速率公式可得：，，，； 对比v1 、v2数据得b=1；v1 、v4数据得a=1；v2、v3 数据得c=2；将数据代入，可得k=3.75； 故选C。 【变式6-2】合成氨反应在农业、化工等领域具有重要的应用价值。已知20 MPa下，相同时间段(xmin)内，分别加入 和 发生反应 ，已知 ，的体积百分数随温度的变化情况如图所示，下列相关描述错误的是 A．由a点到e点过程中正、逆反应速率均加快 B．b点和e点均未达平衡状态且均大于 C．下，该时间段内用 的质量变化表示该反应速率为 D．下 【答案】D 【分析】曲线中c是NH3体积分数最高点：c前（a→c）温度升高、反应速率加快，相同时间内生成NH3变多，V(NH3)/%上升，反应未达平衡，v正>v逆；c后（c→d）反应放热，升温平衡逆向移动，V(NH3)/%下降，c点恰好平衡，d点处于平衡状态； 【详解】A．a→e升温，温度升高活化分子百分数变大，正、逆反应速率都加快，A正确； B．b、e在c左侧，反应还在正向进行，未达平衡，v正>v逆，B正确； C．Td时NH3体积分数20%，投料N2=1mol、H2=3mol，设转化N2为a mol： φ(NH3)==20%，解得a=mol； n(NH3)=mol，m(NH3)=×17=g，时间x min， v(NH3)=g·min-1，C正确； D．平衡时v正=v逆，即k正·p(N2)·p3(H2)=k逆·p2(NH3)，得==Kp；总压p总=20MPa，n总=4-2a=4-=mol： p(NH3)=20×20%=4 MPa， p(N2)=20×MPa， p(H2)=3p(N2)=12 MPa； ===(MPa)-2； 即=而非432，D错误； 故答案选D。 【变式6-3】将1 mol CO和1 mol H2O分别充入若干容积均为2 L的恒容密闭容器中，只发生反应  ，测得4 min时，CO的转化率随温度变化关系如图1所示。已知该反应的速率方程为，，其中、均为速率常数，该条件下只受温度影响，、与温度的关系如图2所示。说法不正确的是： A．使用合适的催化剂，能增大该反应活化分子百分数 B．T1温度下，0~4 min平均反应速率为 C．图1中c点的对应的是图2中的M点 D．T2温度下，该反应的化学平衡常数为K，则b点： 【答案】C 【详解】A．合适催化剂降低反应的活化能，增大该反应活化分子百分数，加快反应速率，A正确；    B．T1温度下，0~4 min平均反应速率为，B正确； C．升高温度对应的速率常数增大，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则增大幅度小于，故G点所在直线代表随温度变化，H点所在直线代表随温度变化，则图1中c点的对应的是图2中的G点，C错误； D．平衡时，，，b点反应一氧化碳、水均为0.4mol，生成二氧化碳、氢气均为0.4mol，此时一氧化碳、水均为0.6mol，反应为气体分子数不变的反应，则，D正确； 故选C。 ▌题型07 压强对化学反应速率的影响 1.恒温时 增大压强体积缩小反应速率增大。 2.恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。 【典例1】(25-26高二上·河南开封尉氏县第三高级中学·月考)设反应的反应速率为v1；反应的反应速率为v2。对于上述反应，当压强减小时，v1和v2的变化情况为 A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 【答案】B 【详解】A．减小压强时气体体积增大，参与反应的所有气体浓度均降低，正、逆反应速率都不会增大，A错误； B．压强减小，、、的浓度均下降，正反应速率和逆反应速率会同时减小，仅二者减小幅度不同，B正确； C．压强减小没有气体物质的浓度升高，正、逆反应速率均不会增大，C错误； D．逆反应的反应物为，压强减小浓度同样降低，故也会减小，仅减小幅度小于，D错误； 故选B。 【典例2】(25-26高一·广东阳江·期末)在2 L恒容密闭容器中，充入和足量，在催化剂、500℃的条件下发生反应，一段时间后，存在于、、中。、的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A．存在于中，说明该反应为可逆反应 B．时，正逆反应速率相等 C．在上述条件下，通入He，反应速率不变 D．体系压强不变时，说明反应已经达到平衡 【答案】B 【详解】A．若反应不可逆，只会存在于中，现在中也存在，说明可以分解生成含的，证明该反应为可逆反应，A正确； B．时，和的物质的量仍在变化，反应未达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率，二者不相等，B错误； C．恒容密闭容器中通入，反应体系中各反应物、生成物的浓度不变，因此反应速率不变，C正确； D．该反应为反应前后气体分子数不等的反应，体系压强为变量，当压强不变时，说明体系中各物质的量不再变化，反应达到平衡状态，D正确； 故答案为B。 【变式7-1】反应  比较缓慢.忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是 A．降低溶液温度 B．加入少量异丙胺 C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强 【答案】C 【详解】A．降低温度，活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反应速率减慢，A不符合题意； B．加入少量异丙胺，溶液变碱性，碱性水解慢，化学反应速率降低，B不符合题意； C．加入少量固体硼酸，溶液变酸性，中H为-1价，在酸性条件下易与反应生成氢气，水解快，化学反应速率加快，C符合题意； D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意； 故答案为：C。 【变式7-2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。测得浓度随时间变化如下表，下列说法错误的是 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 A．内容器中压强不断增大 B．内的速率比内的速率大 C．5 min时向反应体系中充入氦气，容器内压强增大，反应速率增大 D．内的转化率为 【答案】C 【详解】A．该反应正向为气体分子数增大的反应，0~5 min内反应正向进行，容器内气体总物质的量不断增大，恒温恒容条件下压强不断增大，A正确； B．0~2 min内，2~4 min内，相同时间内浓度变化量越大，反应速率越大，故0~2 min内速率更大，B正确； C．恒温恒容密闭容器中充入氦气，反应体系中各反应物、生成物的浓度不变，反应速率不变，C错误； D．0~4 min内反应的浓度为，转化率为，D正确； 故选C。 【变式7-3】反应在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是 A．增加铁的量 B．将容器的体积扩大一倍 C．保持体积不变，充入使体系压强增大 D．保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 【答案】D 【详解】A．Fe是固体，增加铁的量，反应物浓度不变，反应速率不变，A错误； B．将容器的体积扩大一倍，体系中参与反应的气态物质浓度减小，反应速率减慢，B错误； C．保持体积不变，充入使体系压强增大，参与反应的各气态物质浓度不变，反应速率不变，C错误； D．保持体积不变，充入水蒸气，水蒸气是反应物，反应物浓度增大，反应速率加快，D正确； 故答案为D。 ▌题型08 温度对化学反应速率的影响 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义：过渡态的能量与反应物的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，故升高温度可以提高化学反应的速率。 【典例1】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨第七十三中学校·期末)反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热过程 B．理论上该反应可以设计成原电池 C．升高温度，该反应的化学反应速率减慢 D．和的物质的量之比为时，可判断该反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热过程，A错误； B．该反应为自发进行的氧化还原反应，理论上可以设计成原电池，B正确； C．升高温度会增大活化分子百分数，该反应的化学反应速率加快，C错误； D．和的物质的量之比为仅代表某一时刻的组成，无法说明各组分浓度不再变化，不能判断反应达到平衡状态，D错误； 故答案选B。 【典例2】(25-26高一下·辽宁朝阳部分学校·期末)在恒容密闭容器中发生反应，测得在不同起始浓度和温度下反应过程中随反应时间的变化部分数据如下表所示。该反应的反应速率，为速率常数，已知。下列说法正确的是 温度 0 min 50 min 100 min 150 min 200 min 250 min 50 20 12 10 10 4 A． B．温度下，150 min—250 min内平均反应速率为 C．温度下150 min时，容器内的压强为起始时的1.8倍 D． 【答案】D 【详解】A．由，，，二者相等可得，速率常数随温度升高而增大，故，A错误； B．下内，，，不是，B错误； C．恒容下压强比等于气体总物质的量之比，起始时，总物质的量为；150min时消耗，生成，总物质的量为，压强为起始的倍，C错误； D．由，，，代入得，，二者相等，D正确； 故选D。 【变式8-1】反应 达到平衡时，下列措施既能减小反应速率，又能增大的平衡转化率的是 A．减少ZnO的用量 B．降低温度 C．增大压强 D．使用高效催化剂 【答案】B 【详解】A．减少ZnO的用量，平衡不移动，平衡转化率不变，化学反应速率不变，A项错误； B．降低温度，化学平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，化学反应速率减小，B项正确； C．增大压强，化学反应速率增大，平衡逆向移动，平衡转化率减小，C项错误； D．使用催化剂，化学反应速率增大，平衡转化率不变，D项错误； 故答案选B。 【变式8-2】某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下表。下列说法不正确的是 实验 编号 反应温 度/℃ 液体体积 稀硫酸 ① 25 10 20 0 ② 25 V 20 5 ③ 50 10 20 0 A．该实验的化学方程式为 B．实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响， C．实验①和③是探究温度对反应速率的影响 D．实验①②③产生浑浊的时间分别为，则 【答案】D 【详解】A．硫代硫酸钠与稀硫酸发生歧化反应，生成硫酸钠、硫沉淀、二氧化硫和水，给出的化学方程式书写正确，A正确； B．探究浓度对反应速率的影响需控制其他变量一致，保持溶液总体积相同，实验①总体积为，因此，B正确； C．实验①和③反应物的用量、浓度均相同，只有温度不同，可探究温度对反应速率的影响，C正确； D．反应速率越快，产生浑浊的时间越短。③温度最高，反应速率最快，最小；①的浓度大于②，反应速率①>②，故，因此时间顺序为，D错误。 【变式8-3】为研究某溶液中溶质R分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是 A．25℃时，10~30min内，R的分解平均速率为0.030 mol∙L-1∙min-1 B．对比30℃和10℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大 C．对比30℃和25℃曲线，在0~50min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大 D．对比30℃和10℃曲线，在50min时，R都完全分解了 【答案】B 【详解】A．时，10 min时，30 min时，平均速率，A正确； B．和的实验组初始浓度不同，存在温度和初始浓度两个变量，同一时刻的速率差异无法确定仅由温度导致，不能说明R的分解速率随温度升高而增大，B错误； C．内，组R的起始浓度大于组，但相同时间内组R的浓度变化量更小，说明R的分解平均速率随温度升高而增大，C正确； D．50 min时，和组的均为0，说明R都完全分解了，D正确； 故选B。 ▌题型09 有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．有效碰撞 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 5．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 【典例1】(25-26高一·甘肃庆阳环县第一中学·期末)下列说法正确的是 A．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成 B．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 C．温度和压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率 D．活化能的大小会对化学反应前后的能量变化产生影响 【答案】A 【详解】A．活化能接近于零的反应，分子基本是活化分子，所以只要接触就可迅速反应，反应瞬间完成，A正确； B．增大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，活化分子百分数不变，B错误； C．升高温度，部分非活化分子吸收能量转化为活化分子，活化分子百分数增大，缩小体积而增大压强，活化分子百分数不变，增大单位体积内活化分子个数，C错误； D．活化能不影响化学反应前后的能量变化，反应前后能量取决于反应物和生成物总能量差，D错误； 故选A。 【典例2】(24-25高二上·河南商丘夏邑县第一高级中学·月考)下列说法正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子有时也能发生有效碰撞 ③升高温度会加快反应速率，原因是分子吸收能量，增加了活化分子的百分数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增加 ⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞次数增多 ⑥化学反应实质是活化分子的碰撞 A．①②⑤ B．③④ C．③④⑥ D．②③④ 【答案】B 【详解】①活化分子间的碰撞需要合适的取向才能发生有效碰撞，才能发生化学反应，错误； ②普通分子能量未达到活化能，不能发生有效碰撞，错误； ③升高温度，分子吸收能量，活化分子百分数增大，有效碰撞频率升高，反应速率加快，正确； ④增大反应物浓度，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增加，有效碰撞频率升高，反应速率加快，正确； ⑤使用催化剂是降低反应活化能，而非提高分子能量，错误； ⑥化学反应的实质是活化分子发生合适取向的有效碰撞，并非所有活化分子碰撞都能发生反应，错误； 符合题意的为③④，故答案选B。 【变式9-1】反应的过程与能量变化如图所示(均大于0)。下列说法不正确的是 A．该反应的逆反应为吸热反应 B．该反应的焓变为 C．该反应逆反应的活化能为 D．CO和分子发生碰撞均能形成过渡态分子 【答案】D 【详解】A．该反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应的正反应是放热反应，逆反应为吸热反应，A正确； B．焓变等于正反应的活化能-逆反应的活化能，，B正确； C．活化能是反应物分子的平均能量和活化分子(或过渡态分子)能量的差值，所以该反应逆反应的活化能为，C正确； D．根据碰撞理论，只有能量足够、取向合适的有效碰撞才能形成过渡态分子，并非所有碰撞均可，D错误； 故选D。 【变式9-2】下列说法正确的有 (1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应 (2)普通分子间的碰撞有时也可能发生化学反应 (3)增大反应物的浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多 (4)有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增大活化分子百分数，从而使速率加快 (5)化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 (6)升温能降低反应活化能，增大活化分子百分数，从而加快化学反应速率 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】C 【详解】①活化分子有合适的取向，发生的碰撞才能发生化学反应，故①正确； ②普通分子能量较低，之间不可能发生化学反应，故②错误； ③增大反应物浓度，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增多，从而使有效碰撞次数增多，反应速率加快，故③正确； ④增大压强，浓度增大，但活化分子百分数不变，故④错误； ⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，分子先成为活化分子，活化分子发生碰撞，可生成新物质，故⑤正确； ⑥催化剂可降低活化能，能增大活化分子百分数，增大反应速率，升高温度是提高分子能量，提高活化分子百分数，增大反应速率，故⑥错误； 故选C。 【变式9-3】对于反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，科学家根据光谱学研究提出如下反应历程： 第一步：快速平衡 第二步：慢反应 第三步：快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是 A． B．第二步反应的活化能大于第三步反应的活化能 C．第三步反应中N2O与H2O的每一次碰撞都是有效碰撞 D．反应的中间产物只有N2O2 【答案】B 【详解】A．直接用不同物质表示化学反应速率时要标明正逆，没有标明正逆，A错误； B．活化能越大，反应速率越小，则第二步的反应较慢，则活化能较大，B正确； C．只有发生化学反应的碰撞才为有效碰撞，C错误； D．由反应历程可知，N2O2、N2O都为中间产物，D错误； 故答案为：B。 ▌题型10 催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂 能改变化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2.催化原理 通过参与反应改变反应历程、改变反应的活化能来改变化学反应速率。 3.催化剂的特点 【典例1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)中国科研人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程简化如下图。 下列说法错误的是 A．Ⅰ为吸热过程 B．催化剂能改变H2O的分解速率 C．整个反应过程有非极性键的断裂和形成 D．过程Ⅲ可表示为H2O2→H2+O2 【答案】C 【详解】A．过程Ⅰ中，水分子中的部分O-H键发生断裂，断键需要吸收能量，Ⅰ为吸热过程，A正确； B．催化剂可以降低反应活化能，改变化学反应速率，因此能改变的分解速率，B正确； C．整个过程的总反应为，反应过程中只有中极性O-H键的断裂，以及中非极性H-H键、中非极性O=O键的形成，无非极性键的断裂，C错误； D．根据图示，过程Ⅲ中分解生成和，满足原子守恒，可表示为，D正确； 故选C。 【典例2】(24-25高二上·湖北黄石第六中学·月考)NO在空气中与O2的反应是分两步完成的，其过程如图所示，有关说法正确的是 A．反应2NO(g)=N2O2(g)的活化能为(E4-E2) kJ·mol-1 B．第一步反应是该反应的决速步骤 C．反应①的方程式为2NO(g)=N2O2(g)，且为放热反应 D．如果加入合适的催化剂，可以改变该反应的ΔH 【答案】C 【详解】A．反应的活化能为反应物总能量到过渡态的能量差，即，不是，A错误； B．决速步骤为活化能更高的反应，第二步反应活化能大于第一步的活化能，因此第二步是决速步骤，B错误； C．反应①中未参与反应，方程式为，生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应，C正确； D．催化剂只改变反应的活化能，不改变反应的始末态能量，因此不能改变反应的，D错误； 故选C。 【变式10-1】我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面，构建了具有高活性界面的新型催化剂，相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺，实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是 A．元素位于元素周期表第族 B．高温是为了提高的平衡转化率 C．能降低合成氨反应的活化能 D．实现了温和条件下氮的固定 【答案】B 【详解】A．是3号元素，最外层只有1个电子，位于元素周期表第族，A正确； B．合成氨反应，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的平衡转化率降低，高温的作用是使催化剂达到最佳活性温度，B错误； C．是合成氨反应的催化剂，催化剂的作用原理是降低反应的活化能，C正确； D．氮的固定是将游离态的氮转化为化合态氮的过程，温和条件下催化和合成NH3，属于氮的固定，D正确； 故选B 【变式10-2】硫化氢与甲醇合成甲硫醇()的催化过程如图。下列说法中错误的是 A．反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变 B．过程④中，只形成了键 C．过程①、②均需要吸收能量 D．总反应方程式可以表示为 【答案】B 【详解】A．催化剂在反应前后本身的质量和化学性质都不改变，A正确； B．过程④中，除形成键外，还形成了键，并非只形成键，B错误； C．过程①是断裂键，过程②是断裂键，断键过程均需要吸收能量，C正确； D．该反应反应物为和，产物为和，催化剂为反应条件，总反应方程式书写正确，D正确； 故答案为：B。 【变式10-3】反应：  ，在加入后反应进程中能量的变化如图所示。已知：反应机理中有出现。 有关该反应，下列说法不正确的是 A．决速步是第①步 B．该反应的 C．反应过程中，不容易检测到 D．无时，反应的活化能的数值大于 【答案】B 【详解】A．反应的决速步由活化能最大的步骤决定，由图可知第①步的活化能更大，因此决速步为第①步，A正确； B．焓变生成物总能量反应物总能量，该反应的反应物总能量为，生成物总能量为，因此，B错误； C．该反应分两步进行，第①步慢（决速步）生成，第②步活化能更小、反应更快，生成后迅速被消耗，因此不容易检测到，C正确； D．是该反应的催化剂，催化剂可以降低反应的活化能；加入后反应的最大活化能为，因此无时，反应活化能的数值大于，D正确； 故选B。 ▌题型11 催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应越难进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度越大。 3.对催化剂的选择性的理解 (1)同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 (2)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 (3)催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 【典例1】(25-26高一·福建龙岩·期末)我国学者发现，甲醇()与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如下，已知：以下反应物和生成物均为气态，且催化剂不能改变化学键键能大小。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ和Ⅱ都有键的断裂 B．的总键能大于、的总键能 C．铜基催化剂降低了总反应所吸收的能量 D．反应Ⅰ吸收的能量大于反应Ⅱ释放的能量 【答案】C 【详解】A．反应I中，分解生成CO和H2，断裂了O−H键；反应Ⅱ中，CO与H2O反应生成CO2和H2，H2O断裂了O−H键，因此两个过程都有O-H键断裂，A正确； B．反应Ⅰ：CH3OH(g) = CO (g) + 2H2(g) 为吸热反应，ΔH>0。根据公式：ΔH=反应物总键能−生成物总键能，因此反应物（  1 mol CH3OH）总键能大于生成物（1 mol CO+2 mol H2）的总键能，B正确； C．催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的焓变（总反应吸收/放出的总能量），总反应的能量变化由键能决定，因此催化剂不能降低总反应吸收的能量，C错误； D．总反应最终生成物能量高于初始反应物总能量，总反应为吸热：总ΔH=反应Ⅰ吸收的能量 −反应Ⅱ放出的能量>0，因此反应Ⅰ吸收的能量大于反应Ⅱ释放的能量，D正确； 故答案选C。 【典例2】(25-26高一下·湖南师范大学附属中学·期末)为探究汽车尾气脱硝的微观反应机制与催化作用原理，华东理工大学研究团队对一种含二价铜微粒的催化剂展开研究，反应过程中其催化机理如图1所示，反应过程中不同价态物质体系所含的能量如图2所示。已知：从反应物常态到过渡态(TS)所吸收能量越多，反应越难进行。下列说法错误的是 A．催化机理中状态①到状态②的变化不是氧化还原反应 B．状态③到状态④过程放热最多，反应速率最快 C．状态⑤到状态①的变化过程中有极性键和非极性键的形成 D．由图1可知脱硝过程中，每消耗，转移的电子数为 【答案】B 【详解】A．观察图1，状态①转化为状态②的过程中，铜元素的化合价保持+2价不变，没有发生电子转移，不属于氧化还原反应，A正确； B．从图2可以看出，状态③到状态④能量降低幅度最大，反应物总能量与生成物总能量的差值最大，放热最多；从某一步的“反应物常态到过渡态（TS）所吸收的能量越多，反应越难进行”可知，状态③到状态④从反应物常态到过渡态（TS）所吸收的能量最多，反应速率最慢，B错误； C．观察图1中状态⑤到状态①的转化，该步骤生成了和，分子中含有氮氮三键（），这是同种原子形成的共价键，属于非极性键；分子中含有氢氧键，这是不同种原子形成的共价键，属于极性键，该过程中既有极性键的形成，又有非极性键的形成，C正确； D．根据图1，反应物为，生成物为，配平后的总反应为，则根据方程式可知，每消耗，转移电子，数目为，D正确； 故选B。 【变式11-1】／ZSM-5是一种降解含氰废气的催化剂，其原理是/和/氧化还原循环协同作用，反应路径如图（TS代表过渡态，*代表吸附态）。下列说法正确的是 A．通入HCl会降低催化活性，因为生成了 B．CN键初始氢化所需要克服的能垒为-1.75 eV C．TS-2所属的基元反应为决速步骤 D．物种①为 【答案】D 【详解】A．通入HCl时，会与催化剂中的生成难溶的CuCl，使催化剂活性位点减少，并非生成了，A错误； B．能垒为过渡态与前一中间体的自由能差值，恒为正值，CN键初始氢化对应TS-1，能垒为，B错误； C．决速步骤为反应过程中能垒最大的基元反应，经计算TS-1、TS-2、TS-3对应的能垒分别为1.82 eV、1.25 eV、0.83 eV，TS-1所属基元反应为决速步骤，C错误； D．根据反应前后原子守恒，①是与反应得到的中间体，后续生成，故物种①为，D正确； 故选D。 【变式11-2】甲酸()可在纳米级表面分解为活性和，经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是 A．是催化还原的催化剂 B．反应过程中存在键的断裂 C．在整个历程中，共有2次氧化反应发生 D．历程中是生成物 【答案】C 【详解】A．Fe(Ⅱ)在反应中先被消耗转化为Fe(Ⅲ)，后续Fe(Ⅲ)又被还原为Fe(Ⅱ)，反应前后质量和化学性质不变，是催化还原的催化剂，A正确； B．甲酸分解为和的过程中，分子内的键发生断裂，B正确； C．整个历程中发生的氧化反应有：甲酸分解时C元素被氧化、Fe(Ⅱ)被氧化、被Fe(Ⅲ)氧化（2次）、Fe(Ⅱ)被氧化，共5次氧化反应，远多于2次，C错误； D．反应最终释放，是生成物，D正确； 故答案选C。 【变式11-3】丙烷与氧气反应制备丙烯为放热反应，NO催化条件下其部分反应机理如图所示： 下列说法错误的是 A．中各原子均为8电子稳定结构 B．、均具有氧化性 C．总反应为 D．使用NO催化剂加快反应速率，但不影响反应的放热量 【答案】A 【详解】A．中H原子最多只能达到2电子稳定结构，且含有单电子的C原子最外层只有7个电子，并非所有原子均为8电子稳定结构，A错误； B．、均为带有单电子的自由基，易得电子表现出氧化性，B正确； C．结合反应机理，是催化剂，反应物为和，产物为和，配平后总反应为，C正确； D．催化剂可以降低反应活化能加快反应速率，但不改变反应物和生成物的总能量差，因此不影响反应的放热量，D正确； 故选A。 ▌题型12 化学反应速率的图像问题 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 增大反应物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 减小反应物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 增大反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小压强或降低温度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡 正催化剂或增大压强 v(正)、v(逆)同等倍数增大 平衡不移动 负催化剂或减小压强 v(正)、v(逆)同等倍数减小 【典例1】(25-26高一下·湖北随州·期末)在恒容密闭容器中发生草酸二甲酯(DMO)气相催化加氢制乙二醇(EG)的反应：。如图所示，曲线Ⅰ和Ⅱ分别对应温度为时某两种物质的浓度随时间t的变化，曲线Ⅱ和Ⅲ对应同一物质在不同温度下浓度随时间t的变化。下列判断错误的是 A．由图可知，T1 >T2，曲线Ⅱ表示H2的浓度随时间的变化 B．a、b两时刻生成EG的速率：v(a)<v(b) C．T2 ℃下，0~t2 s内v()=0.025/t2 mol·L-1·s-1 D．其他条件相同时，在T1 ℃下，减小容器的体积，反应达到平衡的时间小于t1 【答案】B 【分析】由图可知，曲线Ⅱ的浓度变化量与曲线Ⅰ的浓度变化量之比为，恰好等于氢气与乙二醇的化学计量数之比，所以曲线Ⅱ表示氢气，曲线Ⅰ表示乙二醇。曲线Ⅱ比曲线Ⅲ更早达到平衡，故。 【详解】A．曲线Ⅱ比曲线Ⅲ更早达到平衡，故；由浓度变化量之比可知曲线Ⅱ表示的浓度随时间的变化，A正确； B．图中a、b两点的浓度均为，且a点对应的温度较高，反应速率较大，所以，B错误； C．在温度下，从开始到时，；根据化学计量关系，生成甲醇的浓度为，故，C正确； D．减小容器体积，反应物浓度增大，反应速率增大，达到平衡所需时间小于，D正确； 故选B。 【典例2】(25-26高二上·安徽大联考·期中)下列图像及对应的叙述正确的是 A．图1表示反应的化学方程式是 B．图2若表示  ，则a、b、c中只有b点达到化学平衡状态 C．图3若表示反应，则该反应的， D．图4若表示在恒温密闭容器中分解的反应，则t1时刻可能充入了 【答案】D 【详解】A．由图1可知，A、B、C的物质的量浓度变化分别为-0.8 mol·L-1、+0.4 mol·L-1、+1.2 mol·L-1，则A是反应物，B、C是生成物，A、B、C的化学计量数之比为2∶1∶3，反应为可逆反应，故图1表示反应的化学方程式可以是，A错误。 B．同温度下，b点时，图2中两条线上所有点均达到化学平衡状态，B错误。 C．观察图3，比较，先达到平衡，说明，平衡时的C的百分含量更高，说明反应放热，；比较，先达到平衡，说明，平衡时的C的百分含量更高，说明气体体积减小，，C错误。 D．，，温度不变，平衡常数不变，平衡时不变，图4中t1时刻突增，然后回落到原水平，推测t1时刻可能充入了，D正确。 故选D。 【变式12-1】室温下，某溶液初始时仅溶有和且浓度相等，同时发生以下两个反应：①②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是 A．时间段内，的平均反应速率为 B．反应开始后，体系中和的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时的转化为 D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【答案】A 【详解】A．根据图像可知，30 min内Z浓度增加了0.125 mol/L，即反应②中消耗M的物质的量浓度为0.125 mol/L，而这段时间反应①中，消耗M的物质的量浓度为(0.5-0.3-0.125) mol/L=0.075 mol/L，生成Y的物质的量浓度为0.075 mol/L，v(Y)==2.5×10-3 mol/(L·min)，A错误； B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数均为1，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B正确； C．结合A、B的分析可知，反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=且保持不变，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有即的M转化为Z，C正确； D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，反应①的活化能比反应②的活化能大，D正确； 故答案为A。 【变式12-2】汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的与的反应为 。一定温度下，在恒容密闭容器中加入和发生上述反应，部分物质的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅱ表示的是随时间的变化 B．时，反应达到化学平衡状态 C．充入稀有气体，体系压强增大，反应速率加快 D．时间段内的平均反应速率为： 【答案】D 【详解】A．因初始投料中n(CO)与n(NO)之比等于化学方程式中对应化学计量系数之比，则达平衡状态时，反应物=0.125，其中一种生成物的为0.25，另一种生成物的为0.5，按照产物的化学计量系数可知，平衡时，，故曲线Ⅱ表示随时间的变化，A错误； B．根据图中变化曲线可知，时，，但不是平衡状态，时反应达到平衡状态，B错误； C．充入稀有气体，体系压强增大，但反应物、生成物的浓度不变，化学反应速率不变，C错误； D．对于反应，列出三段式： 平衡时=0.125，则，x=0.4，可得时间段内，△n(NO)=0.8mol，故，D正确； 故答案选D。 【变式12-3】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【详解】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误； B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确； C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误； D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 化学反应的速率 （题型突破·举一反三） 题型01 化学反应的历程 题型02 化学反应速率的定义 题型03 化学反应速率的计算与比较 题型04 实验测定化学反应的速率 题型05 浓度对化学反应速率的影响 题型06 化学反应速率常数的应用 题型07 压强对化学反应速率的影响 题型08 温度对化学反应速率的影响 题型09 有效碰撞理论 题型10 催化剂对化学反应速率的影响 题型11 催化机理与反应历程 题型12 化学反应速率的图像问题 ▌题型01 化学反应的历程 1．基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的 反应称为基元反应。例如H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点 ①反应不同，反应 不相同。 ②同一反应，在不同 下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的 和 决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了 的不同。 3．飞秒化学 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 (2)跟踪和检测化学反应中某些寿命极短的中间体或过渡态，必须采用10－15～10－12 s的时间分辨技术，可以分辨分子、原子飞秒级变动图像的激光脉冲技术，可以跟踪、观察基元反应的整个过程。 (3)对超快速化学反应的研究称为飞秒(fs,1 fs＝10－15 s)化学。 (4)飞秒化学对了解化学反应机理、控制反应进程、充分利用物质和能源等非常重要。 【典例1】(24-25高二上·四川眉山洪雅中学校·月考)卤代烃与端基炔催化偶联反应的一种机理如图所示。下列说法错误的是 A．该偶联反应的原理为 B．偶联反应中起催化作用的是M和CuI C．该催化机理改变了反应路径和反应热 D．为该催化过程的中间产物 【典例2】(25-26高二下·安徽淮南第二中学等校·期末)甲烷制备甲醇的反应机理如图。已知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢。下列说法不正确的是 A．若与反应，生成的氘代甲醇有2种 B．反应①和反应②中均涉及氢原子成键变化 C．升温，正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 D．与反应，单位时间内氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH 【变式1-1】已知分解放出的热量，大气中催化分解的反应机理如下： ①（快）  ②（慢）  ③（快） 下列说法正确的是 A．也是分解的催化剂 B．催化可减少分解放出的热量 C．反应②的活化能最大，是吸热反应 D．光照强度增大，①和③反应速率均可加快 【变式1-2】甲酸分解制H2反应的历程如图所示(其中“*”表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是 A．HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)  ΔΗ>0 B．除吸附外，该反应历程分两步进行 C．反应历程中活化能最大的基元反应为HCOOH*=HCOO*+H* D．使用催化剂可以降低活化分子百分数 【变式1-3】可以催化分解实现碳元素的循环利用，其催化反应机理如下。下列说法错误的是 A．过程①中发生了电子转移 B．使用催化剂可以大大降低分解的反应热 C．该反应消耗了光能和热能 D．该反应过程产生的O原子可能结合成 ▌题型02 化学反应速率的定义 1.表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用 内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 2.数学表达式及单位 v(A)＝，单位为 或 。 3.特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能 ，但表示的意义 。 ②各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的 。 【典例1】(25-26高二·安徽肥西中学等校·期末)下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．增大反应物的浓度，使活化分子百分数增大，反应速率增大 B．铝与稀硫酸反应制取时，改用浓硫酸可加快反应速率 C．SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，， D．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同 【典例2】(24-25高二上·广东深圳深圳盟校高二期中联盟考试·期中)将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【变式2-1】下列关于反应速率的说法中，错误的是 A．增大反应物浓度，可增大反应速率 B．可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应速率都为0 C．提高反应物温度都可增大反应速率 D．反应速率用于衡量化学反应的快慢 【变式2-2】一定温度下，向2 L恒容密闭容器中通入X、Y各2 mol，发生反应：，在2 min末测得W的物质的量为1 mol，0~2 min内以Y的浓度变化表示的平均反应速率为0.25 mol/(L·min)。下列说法正确的是 A． B．0~2 min内以W的浓度变化表示的平均反应速率为0.25 mol/(L·min) C．2 min末，X的转化率为25% D．2 min末，Y的体积分数为25% 【变式2-3】对于反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)，下列各反应速率关系正确的是 A．v(A)=v(B) B．v(B)=2v(A) C．v(A)=3v(C) D．2v(B)=3v(C) ▌题型03 化学反应速率的计算与比较 1、反应速率的计算 (1)利用化学方程式计算 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 如反应：　　　　　mA(g)＋nB(g)　　pC(g) 初始浓度/(mol·L－1)　 a　　　b　　　　　　c 转化浓度/(mol·L－1) 　x　 　　　　　 　 某时刻浓度/(mol·L－1) a－x　　b－　　　　c＋ ④根据公式v(A)＝进行计算。 (2)根据化学反应速率之比等于各物质化学式前的系数之比计算 如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，有关系v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v(A)＝v(B)＝v(C)。 (3)注意事项 ①三段式中只有转化量与化学计量数成正比关系，其余量均不一定。 ②计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 物质的转化率＝×100%。 2、比较化学反应速率大小的方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K>Na。 (2)定量比较 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 (3)统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质化学式前的系数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，单位统一，再比较数值大小。 (4)比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中各物质化学式前的系数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)，有v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时数值大者表示的反应速率大。 【典例1】(25-26高二上·云南曲靖会泽县五类区·期中)在2 L密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)，若最初加入的A和B的物质的量都是4 mol，在前10 s内A的平均反应速率为0.12 mol·L-1·s-1，则10 s时容器中B的物质的量为 A．3.2 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.6 mol 【典例2】(25-26高二上·广东揭阳揭东区第二中学·月考)反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①     ②   ③     ④ 该反应进行的快慢顺序为 A． B． C． D． 【变式3-1】在2 L的密闭容器中，反应A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A．v(A) = 0.15 mol/(L·min) B．v(B) = 0.01 mol/(L·s) C．v(C) = 0.20 mol/(L·min) D．v(D) = 0.02 mol/(L·s) 【变式3-2】某研究性学习小组为探究浓度、温度对化学反应速率的影响，利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应进行如下实验。下列说法错误的是 实验 序号 实验温 度/℃ 有关物质的体积/mL 溶液褪至 无色所需 时间/s 0.02 mol·L-1酸性 KMnO4溶液 0.04 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 1 293 2 4 0 t1 2 T1 2 3 V1 8 3 313 2 V2 1 t2 A．V1=1 B．t2<8 C．实验2，0~8 s内用KMnO4浓度变化表示的反应速率v=2.5×10-3 mol·L-1·s-1 D．实验2、3探究温度对化学反应速率的影响 【变式3-3】恒温恒容的密闭容器中，在催化剂表面上发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积：c(NH3)×10-3mol/L随时间变化如下表，下列说法不正确的是 编号 表面积 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0~20min，v(NH3)=2.00×10-5mol/(L·min) B．实验②，60min时处于平衡状态，x＜0.2 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10-4mol/L ▌题型04 实验测定化学反应的速率 1.测定原理 由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。 2.测定方法 (1)量气法：通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)比色法：用分光光度计测量物质对特定波长光波的吸光度，从而测定参与反应的某一物质的浓度，据此计算化学反应速率。 (3)电导法：根据离子导电能力的差异，可以通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。 【典例1】(25-26高二上·河南部分学校大联考·)关于实验装置甲和乙，下列叙述错误的是 实验装置 实验目的 测定稀硫酸与Zn反应生成的反应速率 探究X与Y混合时的热效应 组别 甲 乙 A．装置甲达到实验目的还需要秒表 B．可用长颈漏斗代替装置甲中的分液漏斗 C．装置乙能证明NaOH固体溶于水过程中释放能量 D．若装置乙中X是碳酸氢钠，Y是稀盐酸，能观察到U形管左侧液面高于右侧液面 【典例2】(24-25高二上·四川成都·期末)在图装置(注射器活塞位于底部)中盛装2g锌粒与40mL1mol/L硫酸进行实验测定生成10mL时的平均反应速率。下列说法错误的是 A．除用到图中仪器外，还需要使用秒表 B．当注射器活塞在刻度10mL时，记录数据、计算 C．反应放出热量会影响实验结果测定的准确性 D．若改用4mol/L溶液，所用时间减少 【变式4-1】某兴趣小组欲测定(NH4)2S2O8与KI反应的化学反应速率，实验过程如图所示： 已知：①实验中发生反应：(较慢)；(极快)。 ②淀粉遇变蓝。 下列说法错误的是 A．当溶液刚好从无色变为蓝色时，立即停止计时 B． C．利用该原理也可测定其他氧化剂氧化I-的反应速率，但需反应的反应速率较慢 D．若Ⅱ中同时加入1 mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液，测定的化学反应速率会偏快 【变式4-2】室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5s内消耗0.01 mol锌。下列说法正确的是 A．5 s内：v(H2SO4)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．5 s内：v(Zn)＝0.002 mol·L－1·s－1 C．若药品足量，再消耗0.65 g Zn的时间超过5s D．可用长颈漏斗替换分液漏斗 【变式4-3】N2O在金表面上分解反应为速率方程为某温度下，测得实验数据如下，已知化学反应中反应物的浓度被消耗到初始浓度的一半所经历的时间称为反应半衰期。 t/min 0 20 40 60 80 100 c(N2O)/mol·L⁻¹ 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 下列叙述正确的是 A．20~40min内平均速率 B．该温度下，速率常数 C．起始浓度越大，反应速率越大 D．其他条件不变，起始时半衰期为75min ▌题型05 浓度对化学反应速率的影响 1.基本规律 其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率 ；减小反应物的浓度，反应速率 。 2.反应速率与反应物浓度的定量关系 (1)速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 (2)反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与 无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 (3)反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 【典例1】(25-26高一下·辽宁本溪高级中学·期末)某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案，下列说法错误的是 实验 /mL () /mL () /mL () /mL () /mL 褪色时间t/min 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 10 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 8 3 4.0 2.0 2.0 0.0 b 6 4 3.0 2.0 1.0 0.5 c 4 A．a=1.0；b=0.0；c=1.5 B．将4组实验中KMnO4溶液体积都改为3.0 mL，其他条件不变，也可以完成该实验探究 C．实验1和2说明溶液的酸碱性会影响反应的速率；实验1和4说明能加快该反应的速率 D．根据实验1的数据计算反应速率 【典例2】(25-26高一·陕西渭南临渭区·期末)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，实验试剂为溶液和溶液，所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是 已知：。 A．该反应在内的平均反应速率 B．将图2纵坐标替换为，曲线与原图不重合 C．由图2可知，时间内逐渐增大 D．根据后下降，可推测该反应为吸热反应 【变式5-1】恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是 A．随c(X)的减小，反应②的速率先增大后减小 B．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 C．温度高于时，总反应速率由反应②决定 D．体系中∆c(X)=∆c(Y)+∆c(Z) 【变式5-2】在稀硫酸与锌制氢气实验中，为研究硫酸铜用量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。将表中6组溶液混合，分别加入6个盛有过量的粒(锌粒表面积均相同)的反应瓶中，记录相同时间产生的氢气的体积与速率(见下图与表)。关于实验的说法中正确的是 实验混合溶液 A B C D E F 40 饱和溶液/ 0 0.5 2.5 5 20 / 10 0 A．，， B．实验中溶液蓝色逐渐变浅，可推测是该反应的催化剂 C．水的作用是控制溶液总体积相同 D．生成氢气的速率与加入溶液的量成正比 【变式5-3】常温下，在金表面上分解的速率方程为()(为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度、压强无关；为反应级数)。实验测得的浓度与接触面积的关系如图所示： 已知：反应物消耗一半所用时间叫“半衰期”。下列叙述错误的是 A．其他条件相同，接触面积越大，反应速率越快 B．其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快 C．在常温、条件下，速率常数 D．其他条件相同，的半衰期与初始浓度成正比 ▌题型06 化学反应速率常数的应用 【典例1】(25-26高一下·江西南昌第二中学·期末)  ，已达平衡。其正、逆反应速率方程分别为、，速率常数、只与温度有关。下列说法错误的是 A．化学平衡常数 B．扩大容器的瞬间之后的过程中，v正将逐渐增大直至不变 C．若降低温度，减小的倍数更大，则<0 D．若升高温度，发现平衡逆移，则升温瞬间，v逆增大，v正减小 【典例2】(24-25高二上·湖北黄石第六中学·月考)温度为T1时，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中均发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v消耗(NO2)=k正×c2(NO2)，v逆=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k逆×c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 容器编号 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1) c(NO2) c(NO) c(O2) c(O2) Ⅰ 0.6 0 0 0.2 Ⅱ 0.3 0.5 0.2 Ⅲ 0 0.5 0.35 下列说法正确的是 A．容器Ⅱ达到平衡前，v正<v逆 B．达到平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于50% C．设K为该反应的化学平衡常数，则有K= D．温度为T1，反应达平衡时，容器Ⅱ中的平衡常数K=0.8 【变式6-1】在水溶液中进行的反应： ，已知该反应的速率方程为 (k为常数)，为探究反应速率与反应物浓度的关系，在进行四次实验，所得的数据如下表： 编号物理量 ① ② ③ ④ 0.001 0.001 0.001 0.002 c(R-)/mol/L 0.10 0.20 0.20 0.10 c(H+)/mol/L 0.008 0.008 0.004 0.008 下列结论正确的是 A． B． C． D．k=0.03 【变式6-2】合成氨反应在农业、化工等领域具有重要的应用价值。已知20 MPa下，相同时间段(xmin)内，分别加入 和 发生反应 ，已知 ，的体积百分数随温度的变化情况如图所示，下列相关描述错误的是 A．由a点到e点过程中正、逆反应速率均加快 B．b点和e点均未达平衡状态且均大于 C．下，该时间段内用 的质量变化表示该反应速率为 D．下 【变式6-3】将1 mol CO和1 mol H2O分别充入若干容积均为2 L的恒容密闭容器中，只发生反应  ，测得4 min时，CO的转化率随温度变化关系如图1所示。已知该反应的速率方程为，，其中、均为速率常数，该条件下只受温度影响，、与温度的关系如图2所示。说法不正确的是： A．使用合适的催化剂，能增大该反应活化分子百分数 B．T1温度下，0~4 min平均反应速率为 C．图1中c点的对应的是图2中的M点 D．T2温度下，该反应的化学平衡常数为K，则b点： ▌题型07 压强对化学反应速率的影响 1.恒温时 增大压强体积缩小反应速率 。 2.恒温恒容时 ①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速 。 ②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同) 总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率 。 (3)恒温恒压时 充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度 反应速率 。 【典例1】(25-26高二上·河南开封尉氏县第三高级中学·月考)设反应的反应速率为v1；反应的反应速率为v2。对于上述反应，当压强减小时，v1和v2的变化情况为 A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 【典例2】(25-26高一·广东阳江·期末)在2 L恒容密闭容器中，充入和足量，在催化剂、500℃的条件下发生反应，一段时间后，存在于、、中。、的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A．存在于中，说明该反应为可逆反应 B．时，正逆反应速率相等 C．在上述条件下，通入He，反应速率不变 D．体系压强不变时，说明反应已经达到平衡 【变式7-1】反应  比较缓慢.忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是 A．降低溶液温度 B．加入少量异丙胺 C．加入少量固体硼酸 D．增大体系压强 【变式7-2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。测得浓度随时间变化如下表，下列说法错误的是 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 A．内容器中压强不断增大 B．内的速率比内的速率大 C．5 min时向反应体系中充入氦气，容器内压强增大，反应速率增大 D．内的转化率为 【变式7-3】反应在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是 A．增加铁的量 B．将容器的体积扩大一倍 C．保持体积不变，充入使体系压强增大 D．保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大 ▌题型08 温度对化学反应速率的影响 1.基本规律 2.经验规律——范托夫规律 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10 K，反应速率提高到原来的2～4倍。 3.过渡态及活化能 ①过渡态：一种 没有完全断裂、 没有完全形成的高能量的中间状态。 ②活化能： a．定义： 的能量与 的平均能量之间的差值。 b．符号：Ea。 c．单位：kJ·mol－1或J·mol－1。 4.解释：升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的 ，增大反应物分子形成 的比例，故升高温度可以 化学反应的速率。 【典例1】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨第七十三中学校·期末)反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应为吸热过程 B．理论上该反应可以设计成原电池 C．升高温度，该反应的化学反应速率减慢 D．和的物质的量之比为时，可判断该反应达到平衡状态 【典例2】(25-26高一下·辽宁朝阳部分学校·期末)在恒容密闭容器中发生反应，测得在不同起始浓度和温度下反应过程中随反应时间的变化部分数据如下表所示。该反应的反应速率，为速率常数，已知。下列说法正确的是 温度 0 min 50 min 100 min 150 min 200 min 250 min 50 20 12 10 10 4 A． B．温度下，150 min—250 min内平均反应速率为 C．温度下150 min时，容器内的压强为起始时的1.8倍 D． 【变式8-1】反应 达到平衡时，下列措施既能减小反应速率，又能增大的平衡转化率的是 A．减少ZnO的用量 B．降低温度 C．增大压强 D．使用高效催化剂 【变式8-2】某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下表。下列说法不正确的是 实验 编号 反应温 度/℃ 液体体积 稀硫酸 ① 25 10 20 0 ② 25 V 20 5 ③ 50 10 20 0 A．该实验的化学方程式为 B．实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响， C．实验①和③是探究温度对反应速率的影响 D．实验①②③产生浑浊的时间分别为，则 【变式8-3】为研究某溶液中溶质R分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是 A．25℃时，10~30min内，R的分解平均速率为0.030 mol∙L-1∙min-1 B．对比30℃和10℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大 C．对比30℃和25℃曲线，在0~50min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大 D．对比30℃和10℃曲线，在50min时，R都完全分解了 ▌题型09 有效碰撞理论 1．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 2．有效碰撞 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生 的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。 (2)活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 5．有效碰撞理论影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (2)压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度 升高温度，反应物分子的能量增加→使一部分原来能量较低的分子变成活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 (4)催化剂 使用催化剂→改变了反应历程(如下图)，反应的活化能降低→更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大。 【典例1】(25-26高一·甘肃庆阳环县第一中学·期末)下列说法正确的是 A．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成 B．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而使单位时间有效碰撞次数增多 C．温度和压强都是通过增大活化分子百分数来加快化学反应速率 D．活化能的大小会对化学反应前后的能量变化产生影响 【典例2】(24-25高二上·河南商丘夏邑县第一高级中学·月考)下列说法正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子有时也能发生有效碰撞 ③升高温度会加快反应速率，原因是分子吸收能量，增加了活化分子的百分数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是活化分子百分数不变，单位体积内活化分子总数增加 ⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞次数增多 ⑥化学反应实质是活化分子的碰撞 A．①②⑤ B．③④ C．③④⑥ D．②③④ 【变式9-1】反应的过程与能量变化如图所示(均大于0)。下列说法不正确的是 A．该反应的逆反应为吸热反应 B．该反应的焓变为 C．该反应逆反应的活化能为 D．CO和分子发生碰撞均能形成过渡态分子 【变式9-2】下列说法正确的有 (1)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应 (2)普通分子间的碰撞有时也可能发生化学反应 (3)增大反应物的浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多 (4)有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增大活化分子百分数，从而使速率加快 (5)化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 (6)升温能降低反应活化能，增大活化分子百分数，从而加快化学反应速率 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【变式9-3】对于反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，科学家根据光谱学研究提出如下反应历程： 第一步：快速平衡 第二步：慢反应 第三步：快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列叙述正确的是 A． B．第二步反应的活化能大于第三步反应的活化能 C．第三步反应中N2O与H2O的每一次碰撞都是有效碰撞 D．反应的中间产物只有N2O2 ▌题型10 催化剂对化学反应速率的影响 1.催化剂 能改变化学反应速率而在反应前后本身的 和 不变的物质。 2.催化原理 通过参与反应改变 、改变反应的 来改变化学反应速率。 3.催化剂的特点 【典例1】(25-26高一下·贵州六盘水·期末)中国科研人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程简化如下图。 下列说法错误的是 A．Ⅰ为吸热过程 B．催化剂能改变H2O的分解速率 C．整个反应过程有非极性键的断裂和形成 D．过程Ⅲ可表示为H2O2→H2+O2 【典例2】(24-25高二上·湖北黄石第六中学·月考)NO在空气中与O2的反应是分两步完成的，其过程如图所示，有关说法正确的是 A．反应2NO(g)=N2O2(g)的活化能为(E4-E2) kJ·mol-1 B．第一步反应是该反应的决速步骤 C．反应①的方程式为2NO(g)=N2O2(g)，且为放热反应 D．如果加入合适的催化剂，可以改变该反应的ΔH 【变式10-1】我国科研团队在催化合成氨领域取得了最新进展。将金属锂原子电化学沉积在金属钌表面，构建了具有高活性界面的新型催化剂，相比传统高温、高压条件下的合成氨工艺，实现了在温和条件下与高效合成氨。下列说法不正确的是 A．元素位于元素周期表第族 B．高温是为了提高的平衡转化率 C．能降低合成氨反应的活化能 D．实现了温和条件下氮的固定 【变式10-2】硫化氢与甲醇合成甲硫醇()的催化过程如图。下列说法中错误的是 A．反应前后催化剂的质量和化学性质没有改变 B．过程④中，只形成了键 C．过程①、②均需要吸收能量 D．总反应方程式可以表示为 【变式10-3】反应：  ，在加入后反应进程中能量的变化如图所示。已知：反应机理中有出现。 有关该反应，下列说法不正确的是 A．决速步是第①步 B．该反应的 C．反应过程中，不容易检测到 D．无时，反应的活化能的数值大于 ▌题型11 催化机理与反应历程 1．催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 2．催化剂与反应历程 (1)催化反应历程可表示为扩散→吸附→断键→成键→脱附。 (2)催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来加快反应速率。活化能越大，反应 进行。 (3)复杂反应中的速度控制步骤决定反应的速率，各步基元反应活化能(能垒)大的慢反应是决定整个反应速率的关键步骤。故改变温度，活化能大的反应速率改变程度 。 3.对催化剂的选择性的理解 (1)同一反应，不同催化剂对该反应的催化效果不同。 (2)同一催化剂，对不同反应催化效果也不同。 (3)催化剂的催化活性还与温度、酸碱度等因素有关，使用催化剂时需选择适宜条件。 【典例1】(25-26高一·福建龙岩·期末)我国学者发现，甲醇()与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如下，已知：以下反应物和生成物均为气态，且催化剂不能改变化学键键能大小。下列说法错误的是 A．反应Ⅰ和Ⅱ都有键的断裂 B．的总键能大于、的总键能 C．铜基催化剂降低了总反应所吸收的能量 D．反应Ⅰ吸收的能量大于反应Ⅱ释放的能量 【典例2】(25-26高一下·湖南师范大学附属中学·期末)为探究汽车尾气脱硝的微观反应机制与催化作用原理，华东理工大学研究团队对一种含二价铜微粒的催化剂展开研究，反应过程中其催化机理如图1所示，反应过程中不同价态物质体系所含的能量如图2所示。已知：从反应物常态到过渡态(TS)所吸收能量越多，反应越难进行。下列说法错误的是 A．催化机理中状态①到状态②的变化不是氧化还原反应 B．状态③到状态④过程放热最多，反应速率最快 C．状态⑤到状态①的变化过程中有极性键和非极性键的形成 D．由图1可知脱硝过程中，每消耗，转移的电子数为 【变式11-1】／ZSM-5是一种降解含氰废气的催化剂，其原理是/和/氧化还原循环协同作用，反应路径如图（TS代表过渡态，*代表吸附态）。下列说法正确的是 A．通入HCl会降低催化活性，因为生成了 B．CN键初始氢化所需要克服的能垒为-1.75 eV C．TS-2所属的基元反应为决速步骤 D．物种①为 【变式11-2】甲酸()可在纳米级表面分解为活性和，经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是 A．是催化还原的催化剂 B．反应过程中存在键的断裂 C．在整个历程中，共有2次氧化反应发生 D．历程中是生成物 【变式11-3】丙烷与氧气反应制备丙烯为放热反应，NO催化条件下其部分反应机理如图所示： 下列说法错误的是 A．中各原子均为8电子稳定结构 B．、均具有氧化性 C．总反应为 D．使用NO催化剂加快反应速率，但不影响反应的放热量 ▌题型12 化学反应速率的图像问题 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 增大反应物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 减小反应物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 增大反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小反应产物的浓度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 正反应方向为气体体积增大的放热反应 增大压强或升高温度 v(正)、v(逆)均增大，且v′(逆)＞v′(正)　 逆向移动 减小压强或降低温度 v(正)、v(逆)均减小，且v′(正)＞v′(逆)　 正向移动 任意平衡或反应前后气体系数和相等的平衡 正催化剂或增大压强 v(正)、v(逆)同等倍数增大 平衡不移动 负催化剂或减小压强 v(正)、v(逆)同等倍数减小 【典例1】(25-26高一下·湖北随州·期末)在恒容密闭容器中发生草酸二甲酯(DMO)气相催化加氢制乙二醇(EG)的反应：。如图所示，曲线Ⅰ和Ⅱ分别对应温度为时某两种物质的浓度随时间t的变化，曲线Ⅱ和Ⅲ对应同一物质在不同温度下浓度随时间t的变化。下列判断错误的是 A．由图可知，T1 >T2，曲线Ⅱ表示H2的浓度随时间的变化 B．a、b两时刻生成EG的速率：v(a)<v(b) C．T2 ℃下，0~t2 s内v()=0.025/t2 mol·L-1·s-1 D．其他条件相同时，在T1 ℃下，减小容器的体积，反应达到平衡的时间小于t1 【典例2】(25-26高二上·安徽大联考·期中)下列图像及对应的叙述正确的是 A．图1表示反应的化学方程式是 B．图2若表示  ，则a、b、c中只有b点达到化学平衡状态 C．图3若表示反应，则该反应的， D．图4若表示在恒温密闭容器中分解的反应，则t1时刻可能充入了 【变式12-1】室温下，某溶液初始时仅溶有和且浓度相等，同时发生以下两个反应：①②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为、为速率常数。反应体系中组分、的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是 A．时间段内，的平均反应速率为 B．反应开始后，体系中和的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时的转化为 D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【变式12-2】汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的与的反应为 。一定温度下，在恒容密闭容器中加入和发生上述反应，部分物质的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅱ表示的是随时间的变化 B．时，反应达到化学平衡状态 C．充入稀有气体，体系压强增大，反应速率加快 D．时间段内的平均反应速率为： 【变式12-3】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $